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Soutenance

Loïc Robert (LMD)

Titre : Dynamique de variabilité des courants-jets des moyennes latitudes

Date et heure : Le 20-10-2017 à 10h00

Type : thèse

Université qui délivre le diplôme : UPMC

Lieu : Ecole Normale Supérieure, 29 rue d'Ulm, amphi Jaurès au sous-sol
Membres du jury :

Vladimir Zeitlin, LMD

Laurent Terray, CERFACS

Pablo Zurita Gotor, Universidad Complutense

Nili Harnik, Tel Aviv University

Gwendal Rivière, LMD

Francis Codron, LOCEAN

Résumé :

Cette étude a pour objectif d'analyser le rôle joué par les ondes de Rossby dans la variabilité des courants-jets troposphériques des moyennes latitudes à l'aide d'un modèle numérique idéalisé. Elle s'intéresse en particulier aux mécanismes dynamiques responsables de la persistance des principaux modes de variabilité, à savoir le mode de déplacement méridien (Modes Annulaires, Oscillation Nord Atlantique) et de pulsation d'amplitude (lié à la téléconnection Pacifique Nord Américaine). Le mode de déplacement est souvent le principal mode de variabilité des jets du fait de sa persistance plus grande que celle du mode de pulsation.
Cette persistance accrue du mode de déplacement est causée par une rétroaction positive des ondes de Rossby, bien documentée dans de nombreux modèles et observations, qui est bien présente dans ce modèle. Parmi les différentes sortes de mécanismes proposées dans la littérature, cette rétroaction est caractérisée comme étant d'origine barocline, c'est à dire causée par une modification de la source d'onde, et non barotrope, c'est à dire liée à un changement de propagation des ondes. De plus, deux nouveaux types de rétroactions ont été mis en évidence à une échelle de temps plus courte que cette rétroaction classique. Ce sont toutes deux des rétroactions qui diminuent la persistance, mais dont le mécanisme dépend de la nature des ondes impliquées. Les ondes planétaires, caractérisées par un faible nombre d'onde zonal, tendent à se réfléchir sur les flancs du jet, ce qui produit une rétroaction négative pour les deux modes de variabilité. A contrario, les ondes synoptiques de plus grand nombre d'onde n'influent que sur la persistance du mode de pulsation, creusant ainsi l'écart de persistance avec le mode de déplacement. Ces différents mécanismes, identifiés grâce au modèle idéalisé, sont aussi retrouvés et ainsi validés dans le contexte plus réaliste des données de réanalyse, plus particulièrement dans l'\HS\ en été dont les caractéristiques de variabilité du courant-jet sont les plus proches de celles du modèle.
Enfin, une réflexion sur les conséquences du changement climatique est proposée via l'étude de sensibilité menée sur certains paramètres clés du modèle. La variation du gradient méridien de température, résultat robuste observé dans de nombreux scénarios, est identifiée comme un paramètre affectant nettement la persistance du mode de déplacement, conduisant à un mode plus persistant dans le futur. La position moyenne du jet présente aussi un effet sur cette persistance, conduisant à un mode de déplacement moins persistant pour des jets plus proche du pôle. Ce résultat en accord avec la littérature même si son interprétation est différente. L'effet d'une variation de la friction dans les basses couches de l'atmosphère est aussi étudiée, car ce paramètre plutôt difficile à évaluer présente une disparité suivant les modèles, et influence nettement l'intensité de la rétroaction positive des ondes.
Cette thèse a donc permis de mettre en évidence deux nouveaux mécanismes de rétroaction des ondes sur les courants-jets et développé des diagnostics théoriques qui pourront être plus amplement testés et appliqués dans d'autres contextes, particulièrement des réanalyses et des simulations de climat réalistes.

Contact :
lrobert@lmd.ens.fr
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